IT201800007177A1 - ANTI-SEISMIC CONNECTION JOINT - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
La presente invenzione riguarda un giunto di collegamento antisismico. In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un giunto di collegamento antisismico per strutture prefabbricate in cemento armato precompresso o normale. The present invention relates to an anti-seismic connection joint. In particular, the present invention relates to an anti-seismic connection joint for prefabricated structures in prestressed or normal reinforced concrete.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Sono noti allo stato dell’arte alcuni esempi di giunti di collegamento antisismici per le costruzioni, adatti a consentire allo schema strutturale dell’edificio esistente o di nuova costruzione, a cui sono applicati, di sopportare adeguatamente le forze sismiche ed assorbirne le deformazioni che si determinano a seguito di eventi sismici. Some examples of anti-seismic connection joints for buildings are known in the state of the art, suitable for allowing the structural scheme of the existing or new building, to which they are applied, to adequately withstand the seismic forces and absorb the deformations that occur. determine following seismic events.
In particolare, un giunto antisismico realizza un adeguato collegamento fra i principali elementi strutturali dell’edificio (pilastri, travi, tegoli, capriate, arcarecci ecc.), indispensabile per evitare gravi danneggiamenti e crolli durante il sisma. Infatti, proprio a causa di eventi sismici, componenti adiacenti della stessa struttura normalmente progettati in semplice appoggio, con un comportamento sismico sensibilmente diverso, subiscono spostamenti relativi, e rischiano di urtare fra loro e subire gravi danni, o in casi estremi di cadere, per perdita di appoggio, in corrispondenza dei vari collegamenti. Nel contempo, un giunto antisismico deve consentire sempre la libera dilatazione della struttura dell’edificio dovuta a variazioni stagionali di temperatura, evitando che si formino danneggiamenti e fessurazioni. In particular, an anti-seismic joint creates an adequate connection between the main structural elements of the building (pillars, beams, tiles, trusses, purlins, etc.), which is essential to avoid serious damage and collapses during the earthquake. In fact, precisely because of seismic events, adjacent components of the same structure normally designed in simple support, with a significantly different seismic behavior, undergo relative displacements, and are likely to collide with each other and suffer serious damage, or in extreme cases to fall, for loss of support, at the various connections. At the same time, an anti-seismic joint must always allow the free expansion of the building structure due to seasonal temperature variations, preventing damage and cracks from forming.
In particolare, essendo l’ambito di applicazione preferito quello degli edifici industriali, è fondamentale che il giunto antisismico sia adatto a sopportare adeguatamente non solo la prima scossa sismica, ma anche tutte le scosse successive. In particular, since the preferred field of application is that of industrial buildings, it is essential that the anti-seismic joint is suitable to adequately withstand not only the first seismic shock, but also all subsequent shocks.
PRESENTAZIONE DELL'INVENZIONE PRESENTATION OF THE INVENTION
La necessità percepita nel settore delle costruzioni antisismiche è di realizzare, in ottemperanza con le normative ed anche su immobili esistenti, un collegamento strutturale tra i componenti dell’edificio che sia in grado di sopportare adeguatamente l’evento sismico in tutta la sua durata. The perceived need in the anti-seismic construction sector is to create, in compliance with the regulations and also on existing buildings, a structural connection between the components of the building that is able to adequately withstand the seismic event throughout its duration.
Inoltre, una ulteriore necessità percepita è quella di un giunto antisismico in cui sia presente un indicatore relativo alle forze che si sono avute durante il sisma. Ancora, vi è la necessità di un giunto antisismico che sia adatto a dissipare e/oppure smorzare le forze in gioco durante un sisma. Furthermore, a further perceived need is that of an anti-seismic joint in which there is an indicator relating to the forces that occurred during the earthquake. Furthermore, there is a need for an anti-seismic joint that is suitable for dissipating and / or damping the forces involved during an earthquake.
Scopo della presente invenzione è di risolvere almeno parzialmente i problemi dell’arte nota tenendo conto delle necessità del settore. The purpose of the present invention is to at least partially solve the problems of the known art taking into account the needs of the sector.
Tale scopo è raggiunto da un giunto di collegamento antisismico realizzato secondo la rivendicazione 1. This object is achieved by an anti-seismic connection joint made according to claim 1.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite o vantaggiose del giunto di collegamento antisismico. The dependent claims describe preferred or advantageous embodiments of the seismic connection joint.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti e non limitativi di realizzazione, in cui: - la figura 1 mostra in forma schematica una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione; Further characteristics and advantages of the present invention will be more understandable from the description given below of its preferred and non-limiting embodiment examples, in which: - Figure 1 shows in schematic form a possible embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention;
- la figura 2 mostra in forma schematica una forma di realizzazione alternativa di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione; Figure 2 schematically shows an alternative embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention;
- la figura 3 mostra in forma schematica una sezione trasversale di una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione, nel caso di tegoli stretti; Figure 3 schematically shows a cross section of a possible embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention, in the case of narrow tiles;
- la figura 4 mostra in forma schematica una sezione trasversale di una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione, nel caso di tegoli con fondo piatto; Figure 4 schematically shows a cross section of a possible embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention, in the case of tiles with a flat bottom;
- la figura 5 mostra in forma schematica una sezione longitudinale di una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione, nel caso di tegoli con fondo piatto; Figure 5 schematically shows a longitudinal section of a possible embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention, in the case of tiles with a flat bottom;
- la figura 6 mostra in forma schematica una sezione longitudinale di una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico tra tegoli e travi secondo la presente invenzione, nel caso di tegoli stretti; Figure 6 schematically shows a longitudinal section of a possible embodiment of an anti-seismic connection joint between tiles and beams according to the present invention, in the case of narrow tiles;
- la figura 7 mostra in forma schematica una vista in prospettiva di una possibile forma di realizzazione di un giunto di collegamento antisismico secondo la presente invenzione; Figure 7 schematically shows a perspective view of a possible embodiment of an anti-seismic connection joint according to the present invention;
- la figura 8 mostra in forma schematica una vista laterale del giunto di collegamento di figura 7; Figure 8 schematically shows a side view of the connection joint of Figure 7;
- la figura 9 mostra in forma schematica una possibile forma di realizzazione alternativa rispetto alla figura 8, adatta per travi strette; Figure 9 schematically shows a possible alternative embodiment with respect to Figure 8, suitable for narrow beams;
- la figura 10 mostra in forma schematica una sezione trasversale del giunto di collegamento di figura 8; Figure 10 schematically shows a cross section of the connection joint of Figure 8;
- la figura 11 mostra in forma schematica una sezione trasversale del giunto di collegamento di figura 9; e - la figura 12 mostra in forma schematica una vista dal basso del giunto di collegamento di figura 7. Figure 11 schematically shows a cross section of the connection joint of Figure 9; and - figure 12 schematically shows a bottom view of the connection joint of figure 7.
Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici. The elements or parts of elements in common between the embodiments described below will be indicated with the same numerical references.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Con riferimento alle figure allegate, un giunto di collegamento antisismico è indicato con il numero di riferimento 100. With reference to the attached figures, an anti-seismic connection joint is indicated with the reference number 100.
Il giunto di collegamento antisismico 100 comprende: - un primo elemento 10 (o elemento femmina) adatto ad essere predisposto su un primo componente strutturale 110, e The anti-seismic connection joint 100 comprises: - a first element 10 (or female element) suitable to be arranged on a first structural component 110, and
- un secondo elemento 20 (o elemento maschio) adatto ad essere predisposto su un secondo componente strutturale 120. - a second element 20 (or male element) suitable to be arranged on a second structural component 120.
I componenti strutturali 110, 120 possono essere ad esempio, un pilastro ed una trave, oppure una trave ed un tegolo. Ovviamente tale riferimento non è in alcun modo limitativo nei confronti delle possibili applicazioni del giunto secondo la presente invenzione. Il primo elemento 10 può comprendere una piastra di collegamento 11 adatta ad essere fissata al primo componente strutturale 110, ed il secondo elemento 20 può comprendere una piastra di collegamento 21 adatta ad essere fissata al secondo componente strutturale 120. Il fissaggio del primo elemento 10 e del secondo elemento 20 può avvenire con mezzi di fissaggio 90, come ad esempio viti e bulloni, tasselli chimici, fasciature metalliche. The structural components 110, 120 can be, for example, a pillar and a beam, or a beam and a tile. Obviously, this reference is in no way limiting with respect to the possible applications of the joint according to the present invention. The first element 10 can comprise a connection plate 11 suitable to be fixed to the first structural component 110, and the second element 20 can comprise a connection plate 21 suitable to be fixed to the second structural component 120. The fastening of the first element 10 is of the second element 20 can take place with fixing means 90, such as for example screws and bolts, chemical anchors, metal bandages.
Nelle forme di realizzazione mostrate nelle figure allegate, i mezzi di fissaggio comprendono viti e bulloni. A questo proposito, le piastre di collegamento 11, 21 possono essere predisposte con fori 91, preferibilmente di forma ovale per consentire una pluralità di posizionamenti delle viti o bulloni all’interno del foro, in modo tale da scansare le armature interne al componente strutturale. In the embodiments shown in the attached figures, the fastening means comprise screws and bolts. In this regard, the connection plates 11, 21 can be prepared with holes 91, preferably oval in shape to allow a plurality of positioning of the screws or bolts inside the hole, in such a way as to avoid the reinforcements inside the structural component.
In una possibile forma di realizzazione alternativa, le piastre di collegamento 11, 21 possono essere predisposte con spallamenti laterali (figure 3, 6, 9, 11) per il fissaggio lungo i fianchi attorno ai componenti strutturali 110, 120, ad esempio quando tali componenti strutturali 110, 120 non consentono l’inserimento delle viti lungo la base troppo stretta. In a possible alternative embodiment, the connecting plates 11, 21 can be arranged with lateral shoulders (Figures 3, 6, 9, 11) for fixing along the sides around the structural components 110, 120, for example when these components structural 110, 120 do not allow the insertion of the screws along the base which is too narrow.
Il primo elemento 10 è predisposto con due flange laterali 14, 16 comprendenti almeno un foro 142, 162 ciascuna, con i fori 142, 162 allineati tra loro. The first element 10 is arranged with two lateral flanges 14, 16 comprising at least one hole 142, 162 each, with the holes 142, 162 aligned with each other.
Il secondo elemento 20 è predisposto con una piastra centrale 24 comprendente almeno un foro 242, 244, 246, 248. The second element 20 is arranged with a central plate 24 comprising at least one hole 242, 244, 246, 248.
La piastra centrale 24 è interposta tra le flange laterali 14, 16, e l’almeno un foro 242, 244, 246, 248 della piastra centrale 24 è allineato con i rispettivi fori 142, 162 delle flange laterali 14, 16. The central plate 24 is interposed between the side flanges 14, 16, and the at least one hole 242, 244, 246, 248 of the central plate 24 is aligned with the respective holes 142, 162 of the side flanges 14, 16.
Il giunto di collegamento 100 comprende: The connection joint 100 includes:
- almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, passante attraverso l’almeno un foro 142, 162 di ciascuna flangia 14, 16, e passante per detto almeno un foro 242. - at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, passing through the at least one hole 142, 162 of each flange 14, 16, and passing through said at least one hole 242.
244, 246, 248 della piastra centrale 24; e 244, 246, 248 of the central plate 24; And
- mezzi di fermo 25 per detta almeno una barra dissipazione 72, 74, 76, 78, posti alle estremità di detta barra di dissipazione 72, 74, 76, 78. - stop means 25 for said at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, placed at the ends of said dissipation bar 72, 74, 76, 78.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione, i mezzi di fermo 25 sono realizzati mediante una filettatura almeno parziale della almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, in modo che il bloccaggio sulle flange 14, 16 possa avvenire mediante dadi 73 avvitati in corrispondenza di estremità sporgenti della barra 72, 74, 76, 78 dalle flange 14, 16. According to a possible embodiment, the stop means 25 are made by means of an at least partial threading of the at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, so that the locking on the flanges 14, 16 can take place by means of nuts 73 screwed at the protruding ends of the bar 72, 74, 76, 78 by the flanges 14, 16.
Nella forma di realizzazione mostrata nell’esempio di figura 2, i mezzi di fermo 25 comprendono fori trasversali 251 in prossimità delle estremità di detta almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, e copiglie 253 inserite in tali fori trasversali 251. In the embodiment shown in the example of Figure 2, the stop means 25 include transverse holes 251 near the ends of said at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, and split pins 253 inserted in these transverse holes 251.
Vantaggiosamente, le barre di dissipazione 72, 74, 76, 78, possono essere lisce, cioè prive di filettatura. In accordo ad una possibile forma di realizzazione, le barre di dissipazione 72, 74, 76, 78 sono parallele tra loro. Advantageously, the dissipation bars 72, 74, 76, 78 can be smooth, that is, without threading. According to a possible embodiment, the dissipation bars 72, 74, 76, 78 are parallel to each other.
Vantaggiosamente, la almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78 può essere parallela all’asse di cerniera 26. Advantageously, the at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78 can be parallel to the hinge axis 26.
In particolare, nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 1-6, le barre di dissipazione sono tre, e giacciono sullo stesso piano. In accordo a forme di realizzazione alternative le barre di dissipazione possono avere piani di giacitura diversi tra loro. In particular, in the embodiment shown in figures 1-6, the dissipation bars are three, and they lie on the same plane. According to alternative embodiments, the dissipation bars can have different lying planes.
Come si vede nell’esempio delle figure 5 e 6, i fori 242, 244, 246, 248 della piastra centrale 24 possono essere asolati. In questo caso, i fori asolati consentono una movimentazione relativa tra primo elemento 10 e secondo elemento 20 prima che le barre di dissipazione siano sottoposte a deformazione. In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i fori 242, 244, 246, 248 possono essere allungati nella direzione di scorrimento tra primo elemento 10 e secondo elemento 20. As can be seen in the example of figures 5 and 6, the holes 242, 244, 246, 248 of the central plate 24 can be slotted. In this case, the slotted holes allow relative movement between the first element 10 and the second element 20 before the dissipation bars are subjected to deformation. According to a possible embodiment of the present invention, the holes 242, 244, 246, 248 can be elongated in the sliding direction between the first element 10 and the second element 20.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, almeno uno dei fori 242, 244, 246, 248 della piastra centrale 24 ha dimensioni diverse dagli altri. In questo caso le barre di dissipazione inizieranno a flettersi in momenti diversi, a seconda dell’entità della movimentazione relativa tra primo elemento 10 e secondo elemento 20. According to a possible embodiment of the present invention, at least one of the holes 242, 244, 246, 248 of the central plate 24 has different dimensions from the others. In this case, the dissipation bars will begin to flex at different times, depending on the extent of the relative movement between the first element 10 and the second element 20.
La almeno una barra di dissipazione può essere realizzata ad esempio in acciaio 8.8. In alternativa, le barre di dissipazione possono essere costruite, anche con altri metalli e/o loro leghe (ad esempio alluminio, bronzo, rame) o con materiali compositi al carbonio (ad esempio ottenuti con fibre di carbonio, con resina termoindurente e tessuti bidirezionali di fibra di vetro). The at least one dissipation bar can be made, for example, of 8.8 steel. Alternatively, the dissipation bars can be constructed, also with other metals and / or their alloys (for example aluminum, bronze, copper) or with carbon composite materials (for example obtained with carbon fibers, with thermosetting resin and bidirectional fabrics fiberglass).
Con particolare riferimento alle figure 5 e 6, il giunto di collegamento antisismico può comprendere un blocco 15 adatto a limitare la movimentazione relativa tra primo elemento 10 e secondo elemento 20. In particolare, il blocco 15 può limitare lo scorrimento del secondo componente strutturale 120 al di sopra del primo componente strutturale 110. In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco, comprende una rientranza 152 in corrispondenza di una porzione del bordo della piastra centrale 24 e un riscontro 154 in corrispondenza di una porzione del primo elemento 10. With particular reference to Figures 5 and 6, the anti-seismic connection joint can comprise a block 15 suitable for limiting the relative movement between the first element 10 and the second element 20. In particular, the block 15 can limit the sliding of the second structural component 120 to above the first structural component 110. According to a possible embodiment of the present invention, the block comprises a recess 152 at a portion of the edge of the central plate 24 and a stop 154 at a portion of the first element 10.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 7, il primo elemento 10 e il secondo elemento 20 sono uniti mediante un perno 30 per formare una cerniera di collegamento 40 tra i componenti strutturali 110, 120. La cerniera di collegamento definisce un asse di cerniera 26. In the embodiment shown in Figure 7, the first element 10 and the second element 20 are joined by a pin 30 to form a connecting hinge 40 between the structural components 110, 120. The connecting hinge defines a hinge axis 26.
Quindi, il giunto di collegamento antisismico 100 collega tra loro ad esempio componenti strutturali verticali e orizzontali e al tempo stesso, essendo un giunto con funzionamento di tipo a cerniera, realizza un disaccoppiamento delle masse in modo tale che il movimento vibratorio determinato da eventi sismici avvenga liberamente per ciascuna delle due parti collegate. Therefore, the anti-seismic connection joint 100 connects together, for example, vertical and horizontal structural components and at the same time, being a joint with hinge-type operation, it achieves a decoupling of the masses in such a way that the vibratory movement caused by seismic events occurs freely for each of the two connected parties.
Il giunto di collegamento antisismico 100 può comprendere almeno un dispositivo a fusibile 28 comprendente: The anti-seismic connection joint 100 can comprise at least one fuse device 28 comprising:
- una prima piastra 280 predisposta con un primo foro 281 e una terza piastra 284 predisposta con un terzo foro 285, sporgenti dal primo elemento 10; e - a first plate 280 arranged with a first hole 281 and a third plate 284 arranged with a third hole 285, protruding from the first element 10; And
- una seconda piastra 282 predisposta con un secondo foro 283 sporgente dal secondo elemento 20. - a second plate 282 arranged with a second hole 283 protruding from the second element 20.
- almeno un elemento sacrificale 70. - at least one sacrificial element 70.
Il primo foro 281, il secondo foro 283, e il terzo foro 285 sono allineati tra loro e l’elemento sacrificale 70 è inserito all’interno dei fori 281, 283, 285. The first hole 281, the second hole 283, and the third hole 285 are aligned with each other and the sacrificial element 70 is inserted inside the holes 281, 283, 285.
L’elemento sacrificale 70 è predisposto con mezzi di bloccaggio 82, 88 posti in corrispondenza di sue porzioni sporgenti 702, 704 dalla prima piastra 280 e dalla terza piastra 284. The sacrificial element 70 is arranged with locking means 82, 88 placed in correspondence with its protruding portions 702, 704 from the first plate 280 and from the third plate 284.
L’elemento sacrificale 70 è dotato, a cavallo della seconda piastra 282, di mezzi di regolazione-bloccaggio 84, 86, tali da permettere spostamenti relativi fra il primo elemento 10 ed il secondo elemento 20, in grado di tener conto delle dilatazioni termiche. The sacrificial element 70 is equipped, astride the second plate 282, with adjustment-locking means 84, 86, such as to allow relative displacements between the first element 10 and the second element 20, capable of taking into account the thermal expansions.
Inoltre, l’elemento sacrificale 70 è predisposto con almeno una porzione a rottura programmata 706, 708. Furthermore, the sacrificial element 70 is prepared with at least one portion with programmed breakage 706, 708.
Vantaggiosamente, le piastre 280, 282, 284 possono essere distanziate tra loro ed avere giacitura parallela. Advantageously, the plates 280, 282, 284 can be spaced apart and have a parallel arrangement.
Vantaggiosamente, l’elemento sacrificale 70 può essere predisposto con due porzioni a rottura programmata 706, 708. Advantageously, the sacrificial element 70 can be arranged with two portions with programmed breakage 706, 708.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione, il primo elemento 10 comprende due flange 14, 16 dotate di rispettivo foro di flangia 144, 164 per l’alloggiamento del perno 30, e il secondo elemento 20 può comprendere un cilindro contenitore 60 all’interno del quale è inserito il perno 30. According to a possible embodiment, the first element 10 comprises two flanges 14, 16 provided with respective flange hole 144, 164 for housing the pin 30, and the second element 20 can comprise a container cylinder 60 inside of which pin 30 is inserted.
Quindi il giunto 100, può realizzare il collegamento a cerniera attraverso l’interposizione del cilindro contenitore 60 tra le due flange 14, 16, e con l’inserimento del perno 30. So the joint 100 can make the hinge connection through the interposition of the container cylinder 60 between the two flanges 14, 16, and with the insertion of the pin 30.
Il perno 30 può essere bloccato in posizione attraverso dadi di estremità 32, 34 e/o copiglie (non mostrate). In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, la prima piastra 280 e la terza piastra 284 sporgono da una flangia 14, 16 del primo elemento 10, ed hanno giacitura parallela all’asse di cerniera 26. Inoltre, la prima piastra 280 e la terza piastra 284 possono avere giacitura perpendicolare alla giacitura della flangia 14, 16 a cui sono collegate. La seconda piastra 282 può sporgere dalla piastra di collegamento 21. Inoltre, la seconda piastra 282 può avere giacitura perpendicolare alla piastra di collegamento 21. Pin 30 can be locked in place through end nuts 32, 34 and / or split pins (not shown). According to a possible embodiment of the present invention, the first plate 280 and the third plate 284 protrude from a flange 14, 16 of the first element 10, and lie parallel to the hinge axis 26. Furthermore, the first plate 280 and the third plate 284 can have a position perpendicular to the position of the flange 14, 16 to which they are connected. The second plate 282 can protrude from the connecting plate 21. Furthermore, the second plate 282 can be perpendicular to the connecting plate 21.
Con riferimento alla figura 7, si nota che la seconda piastra 282 è interposta tra la prima piastra 280 e la terza piastra 284, in modo che i fori 281, 283, 285 siano allineati tra loro. With reference to Figure 7, it is noted that the second plate 282 is interposed between the first plate 280 and the third plate 284, so that the holes 281, 283, 285 are aligned with each other.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione, i dispositivi a fusibile 28 possono essere due. According to a possible embodiment, the fuse devices 28 can be two.
Un primo dispositivo a fusibile 28 può essere predisposto in modo che una prima piastra 280 e una terza piastra 284 siano predisposte e sporgano dalla flangia 14, e una prima piastra 280 e una terza piastra 284 siano predisposte e sporgano dalla flangia 16. In questo caso le due coppie di flange 14, 16 sono predisposte in modo che la loro giacitura sia normale all’asse di cerniera 26. Inoltre, sono previste due seconde piastre 282 sporgenti dalla piastra di collegamento 21, in modo che una delle seconde piastre 282 sia interposta tra la coppia di piastre sulla flangia 14 e l’altra seconda piastra 282 sia interposta tra la coppia di piastre sulla flangia 16. A first fuse device 28 can be arranged so that a first plate 280 and a third plate 284 are arranged and protrude from the flange 14, and a first plate 280 and a third plate 284 are arranged and protrude from the flange 16. In this case the two pairs of flanges 14, 16 are arranged so that their position is normal to the axis of the hinge 26. Furthermore, two second plates 282 protruding from the connecting plate 21 are provided, so that one of the second plates 282 is interposed between the pair of plates on the flange 14 and the other second plate 282 is interposed between the pair of plates on the flange 16.
Vantaggiosamente, la seconda piastra 282 può avere giacitura perpendicolare alla piastra di collegamento 21. Advantageously, the second plate 282 can be perpendicular to the connecting plate 21.
L’elemento sacrificale 70 può comprendere una barra almeno parzialmente filettata, che sporge esternamente rispetto alla prima piastra 280 ed alla terza piastra 284. In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, l’elemento sacrificale 70 può essere realizzato a partire da una barra filettata, andando a tornire le porzioni a rottura programmata 706, 708. The sacrificial element 70 can comprise an at least partially threaded bar, which protrudes externally with respect to the first plate 280 and the third plate 284. According to a possible embodiment of the present invention, the sacrificial element 70 can be made starting from a threaded bar, turning the portions at programmed break 706, 708.
Vantaggiosamente, l’elemento sacrificale 70 può essere realizzato in acciaio, ad esempio acciaio 10.9. Advantageously, the sacrificial element 70 can be made of steel, for example steel 10.9.
In accordo a forme di realizzazione alternative, l’elemento sacrificale 70 può essere realizzato anche con altri tipi di metallo, come ad esempio alluminio, bronzo, rame, oppure con materiali compositi al carbonio, ad esempio ottenuti con fibre di carbonio, resina termoindurente e tessuti bidirezionali di fibra di vetro. According to alternative embodiments, the sacrificial element 70 can also be made with other types of metal, such as for example aluminum, bronze, copper, or with carbon composite materials, for example obtained with carbon fibers, thermosetting resin and bidirectional fiberglass fabrics.
I mezzi di bloccaggio 82, 88 sono adatti a bloccare rigidamente la posizione dell’elemento sacrificale 70 rispetto alle piastre 280 e 284 mentre i mezzi di regolazione-bloccaggio 84, 86 sono predisposti per il bloccaggio sulla piastra 282, solo nel caso di spostamenti superiori a valori prestabiliti (dilatazioni termiche di progetto). The locking means 82, 88 are suitable for rigidly locking the position of the sacrificial element 70 with respect to the plates 280 and 284, while the adjustment-locking means 84, 86 are designed for locking on the plate 282, only in the case of greater displacements. at predetermined values (thermal expansion of the project).
In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i mezzi di bloccaggio possono essere disposti in corrispondenza delle estremità o porzioni sporgenti 702, 704 dell’elemento sacrificale 70. Mentre i mezzi di regolazione-bloccaggio 82, 86 possono essere predisposti: In accordance with a possible embodiment of the present invention, the locking means can be arranged at the ends or protruding portions 702, 704 of the sacrificial element 70. While the adjustment-locking means 82, 86 can be arranged:
- tra la prima piastra 280 e la seconda piastra 282, in modo che possa essere regolata la distanza rispetto alla seconda piastra 282; e - between the first plate 280 and the second plate 282, so that the distance with respect to the second plate 282 can be adjusted; And
- tra la seconda piastra 282 e la terza piastra 284, in modo che possa essere regolata la distanza rispetto alla seconda piastra 282. - between the second plate 282 and the third plate 284, so that the distance with respect to the second plate 282 can be adjusted.
Vantaggiosamente, i mezzi di bloccaggio 82, 88, e i mezzi di regolazione-bloccaggio 84, 86 possono comprendere dadi che possono essere avvitati in corrispondenza di porzioni filettate dell’elemento sacrificale. Advantageously, the locking means 82, 88, and the adjustment-locking means 84, 86 can comprise nuts that can be screwed in correspondence with threaded portions of the sacrificial element.
In particolare, con riferimento alla figura 7, i dadi 82, 84, 86, 88 possono essere così predisposti: In particular, with reference to figure 7, the nuts 82, 84, 86, 88 can be arranged as follows:
- un primo dado 82 può essere predisposto sulla porzione sporgente 702 dalla prima piastra 280, - a first nut 82 can be arranged on the protruding portion 702 from the first plate 280,
- un secondo dado 84 può essere predisposto tra la prima piastra 280 e la seconda piastra 282; - a second nut 84 can be arranged between the first plate 280 and the second plate 282;
- un terzo dado 86 può essere predisposto tra la seconda piastra 282 e la terza piastra 284; e - a third nut 86 can be arranged between the second plate 282 and the third plate 284; And
- un quarto dado 88 può essere predisposto sulla porzione sporgente 704 dalla terza piastra 284. - a fourth nut 88 can be arranged on the protruding portion 704 from the third plate 284.
I dadi esterni 82, 88 prendono il nome di dadi di contenimento, e i dadi interni 84, 86 prendono il nome di dadi di regolazione. External nuts 82, 88 are called containment nuts, and internal nuts 84, 86 are called adjustment nuts.
Vantaggiosamente, i mezzi di regolazione-bloccaggio 84, 86 possono essere regolati per consentire spostamenti relativi tra il primo elemento 10, ed il secondo elemento 20, spostamenti dovuti ad esempio a variazioni di temperatura stagionali. Questo spostamento si traduce in una movimentazione relativa tra le piastre 280, 282, 284. Advantageously, the adjustment-locking means 84, 86 can be adjusted to allow relative displacements between the first element 10 and the second element 20, displacements due for example to seasonal temperature variations. This displacement results in a relative movement between the plates 280, 282, 284.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i mezzi di regolazione-bloccaggio possono essere regolati per permettere uno spostamento longitudinale dell’elemento sacrificale 70 di circa 4 mm in una direzione e 4 mm in direzione opposta. In accordance with a possible embodiment of the present invention, the adjustment-locking means can be adjusted to allow a longitudinal displacement of the sacrificial element 70 of about 4 mm in one direction and 4 mm in the opposite direction.
In questo modo, l’elemento sacrificale 70 potrà essere sollecitato solamente a trazione. In this way, the sacrificial element 70 can only be stressed by traction.
In particolare, a seconda della direzione della movimentazione relativa tra primo elemento 10 e secondo elemento 20, verrà sollecitata una delle due porzioni a rottura programmata 706, 708, dall’accoppiamento tra le coppie di bulloni 84, 88 oppure 82, 86. In particular, depending on the direction of the relative movement between the first element 10 and the second element 20, one of the two portions with programmed failure 706, 708 will be stressed by the coupling between the pairs of bolts 84, 88 or 82, 86.
Quindi l’almeno un dispositivo a fusibile 28 è adatto ad impedire i movimenti relativi fra le parti collegate sino al raggiungimento di una soglia di sollecitazione. Al superamento di una determinata soglia di sollecitazione, che può essere predeterminata in sede di progetto dimensionando opportunamente la sezione della porzione a rottura programmata, il giunto di collegamento 100 consente (anche se limitatamente) i movimenti relativi fra le parti collegate. Therefore the at least one fuse device 28 is suitable for preventing the relative movements between the connected parts until a stress threshold is reached. Upon exceeding a certain stress threshold, which can be predetermined in the design stage by suitably dimensioning the section of the portion with programmed failure, the connection joint 100 allows (albeit limitedly) the relative movements between the connected parts.
Nella forma di realizzazione delle figure 7-12, il giunto 100 comprende quattro barre di dissipazione 72, 74, 76, 78, fissate in corrispondenza delle sue estremità alle flange 14, 16. Inoltre, il cilindro contenitore 60 è predisposto con una piastra centrale 24 predisposta con fori 242, 244, 246, 248, in cui sono inserite barre di dissipazione 72, 74, 76, 78. Come mostrato nella forma di realizzazione di figura 7, vantaggiosamente possono essere poste ai vertici di un quadrato o di un rettangolo. Anche in questo caso può essere prevista la forma di realizzazione dei mezzi di fermo 25 comprendenti fori trasversali 251 in prossimità delle estremità di detta almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, e copiglie 253 inserite in tali fori trasversali 251. In the embodiment of Figures 7-12, the joint 100 comprises four dissipation bars 72, 74, 76, 78, fixed at its ends to the flanges 14, 16. Furthermore, the container cylinder 60 is provided with a central plate 24 prepared with holes 242, 244, 246, 248, in which dissipation bars 72, 74, 76, 78 are inserted. As shown in the embodiment of figure 7, advantageously they can be placed at the vertices of a square or rectangle . Also in this case the embodiment of the stop means 25 can be provided, comprising transverse holes 251 near the ends of said at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, and split pins 253 inserted in these transverse holes 251.
Vantaggiosamente, i fori 242, 244, 246, 248 predisposti in corrispondenza della piastra centrale 24 possono essere asolati. Come riferito in precedenza, la forma asolata di almeno uno dei fori 242, 244, 246, 248 consente uno spostamento relativo tra il primo elemento e il secondo elemento, prima che si attivi l’effetto dissipativo delle barre di dissipazione 72, 74, 76, 78. A questo proposito, i fori 242, 244, 246, 248 possono essere dimensionati in modo diverso in modo che l’effetto dissipativo abbia carattere progressivo. Advantageously, the holes 242, 244, 246, 248 arranged in correspondence with the central plate 24 can be slotted. As previously mentioned, the slotted shape of at least one of the holes 242, 244, 246, 248 allows a relative displacement between the first element and the second element, before the dissipative effect of the dissipation bars 72, 74, 76 is activated , 78. In this regard, the holes 242, 244, 246, 248 can be dimensioned in a different way so that the dissipative effect has a progressive character.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 7, i fori 242, 246 sono più allungati rispetto ai fori 244, 248. Per questo motivo ad un determinato valore di sollecitazione entrerà in funzione l’effetto dissipativo relativo alle barre di dissipazione dei fori 244, 248. Successivamente con valori di sollecitazione più elevati entrerà in funzione anche l’effetto dissipativo delle barre di dissipazione dei fori 242, 246. In the embodiment shown in Figure 7, the holes 242, 246 are more elongated than the holes 244, 248. For this reason, at a given stress value, the dissipative effect relative to the dissipation bars of the holes 244, 248 will come into effect. Subsequently, with higher stress values, the dissipative effect of the dissipation bars of the holes 242, 246 will also come into effect.
La dissipazione di energia avviene grazie alla deformazione ciclica della almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, sottoposta a flessione in campo plastico durante gli eventi sismici. In buona sostanza, il sistema può essere schematizzato come una trave su due appoggi con carico centrale, quest’ultimo relativo allo spostamento della piastra centrale 24 rispetto alle flange 14, 16. Energy dissipation occurs thanks to the cyclic deformation of at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, subjected to bending in the plastic field during seismic events. Basically, the system can be schematized as a beam on two supports with central load, the latter relating to the displacement of the central plate 24 with respect to the flanges 14, 16.
Durante il ciclo completo di una scossa sismica si ottiene una prima deformazione delle barre filettate, un successivo raddrizzamento, una seconda deformazione verso il lato opposto ed un raddrizzamento finale, con il vantaggio per il sistema di dissipare energia durante tutte le fasi del ciclo. During the complete cycle of a seismic shock, a first deformation of the threaded bars is obtained, a subsequent straightening, a second deformation towards the opposite side and a final straightening, with the advantage for the system of dissipating energy during all phases of the cycle.
Le barre di dissipazione 70, 72, 74, 76 generano uno smorzamento, ed una notevole dissipazione di energia prodotta dalle sollecitazioni assiali che si determinano a seguito di eventi sismici. The dissipation bars 70, 72, 74, 76 generate a damping, and a considerable dissipation of energy produced by the axial stresses which are determined following seismic events.
Vantaggiosamente, le barre di dissipazione 72, 74, 76, 78 possono facilmente essere adattate, ad esempio attraverso la variazione di diametro o delle caratteristiche del materiale utilizzato, alle diverse situazioni strutturali e dimensionali di ciascun caso e a specifiche esigenze di progettazione. Advantageously, the dissipation bars 72, 74, 76, 78 can easily be adapted, for example by varying the diameter or the characteristics of the material used, to the different structural and dimensional situations of each case and to specific design requirements.
Come riferito in precedenza, la cerniera di collegamento 40 consente di assorbire le sollecitazioni assiali e trasversali della struttura, ed in particolare dei componenti strutturali 110, 120, che si determinano a seguito di eventi sismici. As previously reported, the connection hinge 40 allows to absorb the axial and transverse stresses of the structure, and in particular of the structural components 110, 120, which arise as a result of seismic events.
Inoltre, la cerniera di collegamento 40 permette la libera dilatazione dei componenti strutturali 110, 120 stessi dovuta a variazioni stagionali di temperatura. La cerniera di collegamento 40 può essere predisposta con un elemento di smorzamento 50. Furthermore, the connection hinge 40 allows the free expansion of the structural components 110, 120 themselves due to seasonal variations in temperature. The connecting hinge 40 can be provided with a damping element 50.
L’elemento di smorzamento 50 può essere posizionato tra il primo elemento 10 e il secondo elemento 20. In particolare, l’elemento di smorzamento 50 può essere posizionato all’interno della cerniera di collegamento40, realizzando uno smorzamento delle sollecitazioni assiali che si determinano a seguito di eventi sismici. The damping element 50 can be positioned between the first element 10 and the second element 20. In particular, the damping element 50 can be positioned inside the connecting hinge 40, thus providing a damping of the axial stresses which occur at following of seismic events.
In particolare, definito l’asse di cerniera 26 ed un piano di smorzamento ortogonale all’asse di cerniera 26, l’elemento di smorzamento 50 smorza le forze aventi almeno una componente nel piano di smorzamento. In particular, having defined the hinge axis 26 and a damping plane orthogonal to the hinge axis 26, the damping element 50 damps the forces having at least one component in the damping plane.
L’elemento di smorzamento 50 può essere posizionato attorno al perno 30. In particolare, l’elemento di smorzamento 50 evita che il perno 30 si tranci e/o si deteriori a causa dei bruschi e prolungati spostamenti improvvisi di tipo oscillatorio che si determinano durante gli eventi sismici. The damping element 50 can be positioned around the pin 30. In particular, the damping element 50 prevents the pin 30 from being cut and / or deteriorated due to the sudden and prolonged sudden movements of an oscillatory type which occur during seismic events.
L’elemento di smorzamento 50 può essere alloggiato all’interno del cilindro contenitore 60 del secondo elemento 20. L’assieme è quindi unito tramite il perno 30, che attraversa longitudinalmente l’elemento di smorzamento 50, a formare la cerniera di collegamento 40. The damping element 50 can be housed inside the container cylinder 60 of the second element 20. The assembly is then joined by means of the pin 30, which crosses the damping element 50 longitudinally, to form the connection hinge 40.
L’elemento di smorzamento 50 può essere realizzato in gomma naturale e/o sintetica, in differenti mescole “hard”, “medium” o “soft”. L’elemento di smorzamento 50 può essere quindi realizzato in gomma a bassa, media o alta densità, a seconda delle necessità di smorzamento da conferire al giunto antisismico 100. È quindi possibile modificare la capacità di smorzamento del giunto di collegamento antisismico 100 a seconda delle necessità d’uso semplicemente variando l’elemento di smorzamento 50. The damping element 50 can be made of natural and / or synthetic rubber, in different "hard", "medium" or "soft" compounds. The damping element 50 can therefore be made of low, medium or high density rubber, depending on the damping needs to be given to the anti-seismic joint 100. It is therefore possible to modify the damping capacity of the anti-seismic connection joint 100 according to the necessity of use simply by varying the damping element 50.
Il giunto di figura 7, che comprende almeno un dispositivo a fusibile, un dispositivo di dissipazione e un dispositivo di smorzamento è adatto per consentire ai componenti strutturali di incassare sia le deformazioni che si manifestano lentamente nel tempo, come ad esempio le deformazioni termiche o di ritiro, sia le forze derivanti dalle azioni dinamiche e impulsive di tipo sismico. The joint of figure 7, which includes at least a fuse device, a dissipation device and a damping device, is suitable for allowing the structural components to embed both the deformations that occur slowly over time, such as for example thermal or thermal deformations. withdrawal, and the forces deriving from dynamic and impulsive seismic actions.
L’elemento sacrificale 70, essendo molto più rigido della almeno una barra di dissipazione 72, 74, 76, 78, funge da fusibile con rottura di tipo fragile, mentre le barre di dissipazione dissipano energia sfruttando la duttilità del materiale utilizzato. The sacrificial element 70, being much more rigid than at least one dissipation bar 72, 74, 76, 78, acts as a fuse with breakage of a fragile type, while the dissipation bars dissipate energy by exploiting the ductility of the material used.
Una volta che, a seguito di una sollecitazione l’elemento sacrificale si è rotto in almeno una delle porzioni a rottura programmata, il giunto, durante sollecitazioni successive rimane attivo per quanto riguarda il dispositivo di dissipazione e il dispositivo di smorzamento. In particolare, permette spostamenti relativi fra le parti collegate, di entità predefinita compatibile con le caratteristiche dimensionali dei vari componenti strutturali interessati. Once, following a stress, the sacrificial element has broken in at least one of the portions with programmed breakage, the joint, during subsequent stresses, remains active as regards the dissipation device and the damping device. In particular, it allows relative displacements between the connected parts, of a predefined entity compatible with the dimensional characteristics of the various structural components involved.
Il giunto antisismico 100 trova quindi applicazione in edifici, ad esempio di tipo industriale, come capannoni (di nuova costruzione o già in posa e in utilizzo). The anti-seismic joint 100 therefore finds application in buildings, for example of an industrial type, such as warehouses (newly built or already installed and in use).
Vantaggiosamente, il giunto di collegamento 100 secondo la presente invenzione, realizza un adeguato e sicuro collegamento strutturale applicabile a tutti i componenti (trave-pilastro, trave-tegoli) sia lungo la direzione principale assiale che nelle direzioni inclinate o trasversali senza determinare una condizione iperstatica della struttura stessa. Advantageously, the connection joint 100 according to the present invention realizes an adequate and safe structural connection applicable to all the components (beam-pillar, beam-tiles) both along the main axial direction and in the inclined or transverse directions without determining a hyperstatic condition of the structure itself.
I dispositivi a fusibile consentono di controllare la transizione tra la condizione di carico di esercizio e la condizione sismica. Fuse devices allow you to control the transition between the operating load condition and the seismic condition.
Vantaggiosamente, il giunto di collegamento 100 garantisce un sicuro ed adeguato collegamento meccanico fra travi e pilastri o fra altri elementi strutturali presenti nelle strutture prefabbricate in calcestruzzo armato ed in calcestruzzo armato precompresso, nel pieno rispetto delle normative esistenti. Advantageously, the connection joint 100 guarantees a safe and adequate mechanical connection between beams and pillars or between other structural elements present in prefabricated reinforced concrete and prestressed reinforced concrete structures, in full compliance with existing regulations.
Vantaggiosamente, la presenza dell’elemento di smorzamento all’interno del giunto di collegamento antisismico del tipo a cerniera, realizza un ulteriore smorzamento delle sollecitazioni assiali delle strutture verticali. Advantageously, the presence of the damping element inside the anti-seismic connection joint of the hinge type, provides a further damping of the axial stresses of the vertical structures.
Vantaggiosamente il giunto antisismico sopra descritto potrà essere realizzato con caratteristiche geometriche e dimensionali di tipo universale, prodotto in diverse dimensioni ed applicato in più esemplari affiancati. Vantaggiosamente, le caratteristiche costruttive del giunto antisismico sopra descritto permettono la facile ispezione dei vari componenti e la rapida sostituzione delle parti usurate a seguito di eventi sismici. Advantageously, the anti-seismic joint described above can be made with geometric and dimensional characteristics of a universal type, produced in different sizes and applied in several examples side by side. Advantageously, the constructive characteristics of the anti-seismic joint described above allow easy inspection of the various components and rapid replacement of worn parts following seismic events.
Alle forme di realizzazione descritte sopra, la persona esperta potrà, al fine di soddisfare specifiche esigenze, apportare modifiche e o sostituzioni di elementi descritti con elementi equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate. To the embodiments described above, the skilled person may, in order to meet specific needs, make changes and or replacements of the elements described with equivalent elements, without thereby departing from the scope of the attached claims.
Claims (15)
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